Une étoile « veuve noire » semble dévorer sa compagne

Une étoile « veuve noire » est vraisemblablement en train de dévorer sa compagne, une naine brune (une « étoile ratée »). Une équipe de scientifiques a travaillé sur cet étonnant duo céleste, dans une étude publiée le 4 mai 2022 au sein de la revue Nature. Il évolue à entre 3 000 et 4 000 années-lumière de nous.

Les systèmes stellaires impliquant une « veuve noire » (« black widow », en anglais) sont composés de deux astres : une étoile morte qui tourne très rapidement, qu’on nomme pulsar, ainsi qu’une compagne. Cette partenaire est condamnée, car le pulsar « profite » de sa matière et son énergie. D’où le surnom de « veuve noire », en référence à l’espèce d’araignée (dont le cannibalisme des femelles à l’égard des mâles existe, mais est en fait assez rare). La première étoile de ce type avait été découverte dans les années 1980. Le nouveau spécimen détecté semble quant à lui particulièrement extrême.

À peine plus d’une heure pour faire un tour

Les scientifiques étudient ici ZTF J1406+1222. Ce système, composé de deux objets, n’est pas encore confirmé comme contenant effectivement une veuve noire, mais parait très prometteur. Les deux astres tournent l’un autour de l’autre. Ils ne mettent qu’une heure et deux minutes pour faire un tour, ce qui en fait la plus courte période orbitale jamais observée dans un système stellaire binaire. L’ancien record, la veuve noire PSR J1653-0158, possède deux étoiles qui mettent une heure et quinze minutes à effectuer une orbite.

Dans le système étudié, les auteurs ont pu constater une baisse de luminosité périodique. Elle provient de la compagne du pulsar, la naine brune. Comme de la matière est soufflée par la veuve noire, un côté de la naine brune retient de la chaleur. Cette partie plus chaude tourne, vue de la Terre, ce qui a pour effet de faire augmenter la luminosité perçue (quand c’est la face chaude qui est face à nous).

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Avec ce système, les scientifiques ont été surpris, car ils ne pensaient même pas que les deux étoiles pouvaient rester aussi étroitement en orbite l’une autour de l’autre. Le fait que le pulsar avale la matière de sa compagne devrait suffire à les séparer. Ce système incite donc à revoir ce que les scientifiques croyaient possible. « Le mécanisme de formation de ZTF J1406+1222 n’est pas encore clair », soulignent les auteurs. Une possibilité est que ce système ait été éjecté d’un amas globulaire (un groupe d’étoiles très dense).

Pour découvrir ZTF J1406+1222, les scientifiques ont pu s’appuyer sur le relevé astronomique Zwicky Transient Facility, qui mobilise un télescope de l’observatoire Palomar en Californie. Pour confirmer qu’il s’agit bien d’une veuve noire, il faudra encore observer le système à l’aide d’un autre observatoire : il est prévu de le faire avec Chandra, le télescope spatial qui observe les rayons X.